ICP等離子體發(fā)射光譜儀組成及工作原理

ICP光譜儀是多元素順序測(cè)量的分析測(cè)試儀器。 該儀器由掃描分光器、射頻發(fā)生器、試樣引入系統(tǒng)、光電轉(zhuǎn)換、控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、分析操作軟件組成。等離子體是在三重同心石英炬管中產(chǎn)生。炬管內(nèi)分別以切向通入氬氣，炬管上部繞有紫銅負(fù)載線圈<內(nèi)通冷卻水>當(dāng)高頻發(fā)生器產(chǎn)生的高頻電流（工作頻率40MHz功率1.2KW左右）通過(guò)線圈時(shí)，其周圍產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，使少量氬氣電離產(chǎn)生電子和離子，在磁場(chǎng)作用下加速運(yùn)動(dòng)與其它中性原子碰撞，產(chǎn)生更多的電子和離子，在炬管內(nèi)形成渦流，在電火花作用下形成等離子炬（即等離子體），這種等離子體溫度可達(dá)10000K以上。待測(cè)水溶液經(jīng)噴霧器形成氣溶膠進(jìn)入石英炬管中心通道。原子在受到外界能量的作用下電離，但處于激發(fā)態(tài)的原子十分不穩(wěn)定，從較高能級(jí)躍遷到基態(tài)時(shí)，將釋放出巨能量，這種能量是以一定波長(zhǎng)的電磁波的形式輻射出去。不同元素產(chǎn)生不同的特征光譜。這些特征光譜通過(guò)透鏡射到分光器中的光柵上，計(jì)算通過(guò)控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)光柵,傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將分光后的待測(cè)元素特征譜線光強(qiáng)準(zhǔn)確定位于出口狹縫處，光電倍增管將該譜線光強(qiáng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?，再?jīng)電路處理和V/F轉(zhuǎn)換后，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，zui后由打印機(jī)打出分析結(jié)果。

二、ICP等離子體發(fā)射光譜儀技術(shù)指標(biāo)

1.射頻發(fā)生器（RF）

(1) 電路類型：自激振蕩電路，全自動(dòng)點(diǎn)火，所有功能實(shí)現(xiàn)電腦軟件控制(點(diǎn)火、熄火、功率等參數(shù)設(shè)置)；實(shí)時(shí)功率控制；自動(dòng)匹配調(diào)諧；光室恒溫；

(2) 工作頻率：40.68MHZ±0.05%

(3) 頻率穩(wěn)定性：<0.1%

(4) 輸出功率：700－1600w

(5) 輸出功率穩(wěn)定性：≤0.3%

(6) 電磁場(chǎng)泄漏輻射強(qiáng)度：距機(jī)身300mm 電場(chǎng)強(qiáng)度E:<2V/m

2.進(jìn)樣裝置:

(1) 輸出工作線圈內(nèi)徑25mm，3匝

(2) 炬管：外徑20mm的石英炬管

(3) 同軸型噴霧器外徑6mm

(4) 雙筒形霧室外徑35mm

(5) 氬氣流量計(jì)規(guī)格和載氣壓力表規(guī)格：

①、 等離子體流量計(jì)（100-1000）L/h ；(1.6-16L/min)

②、 輔助氣流量計(jì)（6-60）L/h ；(0.1-1L/min)

③、 載氣流量計(jì)（6-60）L/h ；(0.1-1L/min)

④、 載氣穩(wěn)壓閥（0-0.4MPa）

儀器內(nèi)設(shè)氬氣二次穩(wěn)壓閥（0.3MPa）

3.測(cè)光裝置:

(1) 光電倍增管規(guī)格： R212UH

(2) 光電倍增管負(fù)高壓：200-1000V ，穩(wěn)定性<0.05%

(3) 光電倍增管電流測(cè)量范圍：10-12 -10-4A

(4) 信號(hào)采集為V/F交換：1mV對(duì)應(yīng)100Hz

4.分光器:
(1) 光路: Czerny-Turner
(2) 焦距: 1000mm
(3) 光柵規(guī)格：離子刻蝕全息光柵，刻線密度3600線/mm，

刻線面積: 80×110mm，線色散率倒數(shù)：0.26nm
(4) 波長(zhǎng)范圍：190-500nm
(5) 分辨率: ≤0.008nm
(6) 掃描波長(zhǎng)范圍3600線/mm 掃描波長(zhǎng)范圍：190-500nm
(7) 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)zui步距：0.0006nm
(8) 入射狹縫：20µm 出射狹縫：25µm
(9) 發(fā)射鏡規(guī)格：（78 × 105 × 16）mm
(10) 透鏡ф30，1：1成像

5.應(yīng)用行業(yè)分類

1、金屬類

鋼鐵：包括碳素鋼、鑄鐵、合金鋼、高純鐵、鐵合金、硅鐵、錳鐵、釩鐵、鐵礦石，鉛的冶煉等。

2、有色金屬分析：

純銅，純鋁和合金中的雜質(zhì)元素分析。

貴金屬的純度分析：Au、Ag、Pt、Pd、Ir、Rh、Os、Ru。

3、環(huán)境檢測(cè)類

水質(zhì)分析：礦泉水、自來(lái)水、河水、海水、污水、廢水等。

食品分析：包括食品、飲料等。

土壤成份分析：生物和植物樣品的分析。

4、稀土材料和稀土永磁類

稀土元素全分離，此儀器高分辨率非常適合稀土元素的分析。

稀土永磁材料中對(duì)釹鐵硼材料的配分和成份的分析。

5、地質(zhì)礦物的分析

精選礦的分析、普查找礦分析

6、食品醫(yī)藥分析

食品中有益、有害元素的分析、藥材中的微量元素分析

三、ICP等離子體發(fā)射光譜儀整機(jī)技術(shù)指標(biāo)：

1. 測(cè)量波長(zhǎng)范圍：

180-500nm 3600L/mm光柵

180-800nm 2400 L/mm光柵

2.測(cè)量精度（重復(fù)性）：平均相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD≤1%

3.測(cè)量穩(wěn)定性：平均相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD≤2

4.檢出下限：亞PPb級(jí)

四、ICP等離子體發(fā)射光譜儀安裝條件

1、儀器正常工作條件：實(shí)驗(yàn)室內(nèi)清潔、干燥、無(wú)灰塵、無(wú)振動(dòng)。室溫保持 為22℃±3℃

2、房間：15平米左右為宜，配有標(biāo)準(zhǔn)溶液試劑柜，電腦桌、電腦椅，空調(diào)1.5 —2匹。

3、電源：220V，22A，使用4平方的電線。

4、接地：為了安全和儀器的穩(wěn)定，必須有高頻接地，用300×300×3mm的紫銅 板埋于地下1.5米深處，用寬30×0.5mm的紫銅帶接到主機(jī)的機(jī)殼上。

5、排風(fēng)：要求在主機(jī)上方安裝排風(fēng)筒，外接煙囪并用排風(fēng)扇將ICP燃燒后的廢 氣排到室外。

6、氬氣：可使用普通氬氣99.99%即可

五、保修：

北京中曄儀元科技有限將提供12個(gè)月的保修期, 自簽字驗(yàn)收之日起計(jì) 算，但不超過(guò)發(fā)貨之日起15個(gè)月. 在保修期期內(nèi)，北京中曄儀元科技有限 免費(fèi)維修，由于非甲方人為因素造成儀器故障及損壞，即由乙方免費(fèi)負(fù)責(zé)解決 (消耗品除外)；

六、售后服務(wù)：

在收到用戶的要求維修書(shū)面通知的3時(shí)內(nèi)，北京中曄儀元科技有限 的技術(shù)人員做出響應(yīng)如果需要趕赴用戶工作現(xiàn)場(chǎng)，技術(shù)人員將在收到書(shū)面通知 的2個(gè)工作日內(nèi)到達(dá)用戶工作地。